浅海域の波無し浮体形状と大規模海洋構造物への応用に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06651085
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 経塚 雄策 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (80177948)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40155859) ; 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
• Keywords: 波無し形状 / 浮体 / 半潜水式海洋構造物 / 波力 / 浅海域 / 波特異点

Research Abstract

今年度の研究では、主として2次元浅海域における上下揺の波無し形状について理論的な考案を行った。複素平面上で一定水深域の波無し特異点は自由表面と海底面に対する鏡像を取れば、対数特異点で表現できるので、物体表面条件を満たすような流線を求める問題となる。そこで、孤立的な特異点をいくつか置いて流線追跡法によって物体形状を計算したところ、無限水深の場合と同様なバルバス形状を得た。ただし、水深が小さな場合にはバルブの大きさは無限水深の場合に較べて小さくても波無しとなることを見い出した。また、特異点の位置および周期によっては、流線が閉じない形状があり、これについて現在考察中である。
現実的な物体形状の中から数種類を選定し、近々模型実験を計画している。
次に、三次元問題については浅海域のグリーン関数の高速計算法を開発した。これによって、任意形状の3次元物体の流体力の計算が高速に行えるようになった。現在考えられている大規模海洋構造物としては、多数の軸対称カラム・フ-ティングによって支持される半替水式構造物が有名であるが、浅海域における流体力は従来から長時間の計算を要していた。これまでは、大型計算機センターの高速計算機に頼って来たが、今年度開発した計算法はワークステーションでも短期間で効率よく計算できるので、来年度の研究に威力を発揮するものと期待している。